量子逆向映射:为表面码合成最优自旋量子位穿梭总线架构
随着量子计算机向百万级物理量子比特规模扩展,如何稳健编码单个逻辑量子比特以确保实际噪声下的容错能力变得至关重要。高质量的基础编码能为未来编译技术和启发式方法提供最优或近最优布局基础,从而提升可扩展性与容错性。该研究团队针对旋转表面码提出了一种基于自旋量子比特相干穿梭的一维传输总线架构,通过建立混合整数优化模型,在较小码距情况下实现了执行时间较短的最优解,并提出了具有线性计算复杂度且结果匹配最优解的可扩展启发式算法。通过架构指标(如穿梭距离与周期时间)评估及实际噪声模型下的全量子模拟验证,该方案在码距21时每轮逻辑错误率可低至2×10^-10,证明了该设计在自旋量子处理器中实现可扩展量子纠错的可行性。